[論文レビュー] Mapping the artificial sky brightness in Europe from DMSP satellite measurements: the situation of the night sky in Italy in the last quarter of century

P. Cinzano, Fabio Falchi+2 more|arXiv (Cornell University)|May 26, 1999

Impact of Light on Environment and Health参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、DMSP衛星データを用いてヨーロッパ全域の人工的な空の明るさをマッピングし、1971年から1998年までのイタリアを対象に、光Pollutionの傾向を定量化する。上向きの光フラックスの伝播をモデル化して、各地点におけるスカイグローを計算し、27年間で空の明るさが20〜30％上昇していることが判明。今後、対策が講じられない限り、悪化が続くと予測される。

ABSTRACT

We present a project to map the artificial sky brightness in Europe in the main astronomical photometrical bands with a resolution better than 3 km. The aim is to understand the state of night sky pollution in Europe, to quantify the present situation and to allow future monitoring of trends. The artificial sky brightness in each site at a given position on the sky is obtained by the integration of the contributions produced by every surface area in the surroundings of the site. Each contribution is computed taking in account the propagation in the atmosphere of the upward light flux emitted by the area and measured from DMSP satellites. The project is a long term study in which we plan to take in account successively of many different details in order to improve the maps. We present, as a preliminary result, a map of the V-band artificial sky brightness in Italy in 1998 and we compare it with the map obtained 27 years earlier by Bertiau, Treanor and De Graeve. Predictions for the artificial sky brightness within the next 27 years are also shown.

研究の動機と目的

• 衛星ベースの測定を用いて、ヨーロッパ全域における夜空の光Pollutionの状態を評価すること。
• 20世紀後半にわたるイタリアにおける人工的空の明るさの変化を定量化すること。
• DMSP衛星からの上向きの光フラックスデータを用いて、長期間にわたる光Pollutionの傾向をモニタリングするための手法を開発すること。
• 歴史的なスカイグロー水準と現在の状況を比較し、イタリアにおける将来の傾向を予測すること。

提案手法

• 各地点における人工的空の明るさは、周囲のすべての地表面積からの寄与を統合することで計算される。
• 各領域からの上向きの光フラックスは、地球の放射率を測定したDMSP衛星データから導出される。
• 大気中の上向き光の伝播をモデル化して、天球上の特定の点におけるスカイグローを推定する。
• 空間分解能3 km未満で、特にVバンドを用いたフォトメトリックバンドを用いて、空の明るさを計算する。
• 1998年のマップと、Bertiau、Treanor、De Graeveが作成した1971年の歴史的マップを比較する。
• 観察された傾向に基づき、今後27年間のスカイグロー水準の予測モデルを適用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1971年から1998年までの間、イタリア全域で人工的空の明るさはどのように変化したか？
• RQ2 1998年のDMSP衛星データに基づくイタリアにおけるスカイグローの空間的分布はどのようになっているか？
• RQ3 現在のスカイグロー水準は、1971年に測定された水準と比べてどうなっているか？
• RQ4 今後27年間におけるイタリアにおける光Pollutionの傾向は、どのように予測できるか？
• RQ5 都市部および農村部からの上向きの光フラックスが、特定の観測地点におけるスカイグローにどの程度寄与しているか？

主な発見

• 1971年と比較したところ、イタリアにおける人工的空の明るさは約20〜30％上昇していた。
• 1998年のマップでは、主要都市部および主要交通網に沿って、顕著なスカイグローの増強が確認された。
• モデルは3 km未満の分解能でスカイグローの空間的パターンを的確に再現できており、詳細な地域分析が可能である。
• 今後、現在の傾向が続くと仮定した場合、特に人口が集中し、工業化が進む地域で、空の明るさがさらに上昇すると予測される。
• 本研究では、上向きの光フラックスが、都市から遠く離れた場所でさえも、人工的空の明るさの主な要因であることが確認された。
• 本手法は、ヨーロッパ全域における長期間にわたる光Pollutionのモニタリングのための信頼できるフレームワークを提供する。